JS实现五子棋游戏

　　前段时间柯洁对战 AlphaGo 的新闻比较火，最终柯洁毫无悬念的以 0:3 告负。人工智能又下一城，离科幻电影中那样统治地球又近了一步。当然，也许我完全是多虑了，毕竟愚蠢且爱作死的人类有无数种方式作死自己，像什么无休止的破坏环境使地球不宜居住啦，无止境的贪婪引发战争引爆核武库啦，无克制的探索宇宙引来外星人占领地球啦等等，反正不差人工智能这一个。

　　好了，最近脑洞有点大，还是言归正传吧。接下来要说的不是 AlphaGo 如何厉害赢了柯洁。毕竟以我的智商，围棋都学不会，更别说熟悉人工智能在围棋方面的应用了。但比围棋简单得多的五子棋我还是会下的。虽然技术弱到爆，以至于没人愿意和我下。于是只能自己实现一个，和电脑对练了。下面就介绍一下五子棋的实现原理。

　　五子棋有黑、白双方，假设我们是白方，电脑是黑方，我们和电脑交替落子。我们落子时自然会有我们的逻辑去计算考虑到最优位置，但电脑如何知道每一步该落在哪里呢？这就需要计算落子在棋盘中各个点的优劣了。为了方便比较，我们给每个点打分，每一步黑子都将会落子在分数最高的一个点上。接下来只需要考虑打分的策略了。可以想到的打分策略有如下几点（下文中提到的“我方”，是站在电脑即黑子方的角度的，所以代表的是黑子）：

• 下棋过程中有两个方面需要考虑：尽可能的让更多的我方棋子连续的出现在一条线上；尽可能的阻止更多的对方棋子连续的出现在一条线上。所以计算某一个点的分数时，如果落在那个点能使我方出现更多的连续的点，则分数增加；如果能阻止对方出现更多的连续的点，则分数也增加。

• 计算落点的分值时，应该考虑到落点对当前棋局所有可能的影响。一个落点应该会在 8 个方向上影响当前的棋局。但由于每两个对应的方向可以看成是一个方向的左右延伸，所以可以简化为 4 个方向来计算。当前落子点的分数即为 4 个方向上分数的总和，如下图所示：

• 为进一步简化模型，我们选取其中一个方向来讨论。一条直线上出现连续 5 个同色的棋子才会取得胜利，所以需要以连续的 5 个棋格为一组来作为计分的原子单位。一个落子点在一条直线上最远可向左和向右分别影响 4 个棋格，在这个区间内会有 5 种不同的组合方式。所以当前落子点在当前方向上的分数即为这 5 个组的分数总和。如下图所示：

• 接下来计算一个组的分数。有两种情况需要考虑：当前组内已出现了不同颜色的棋子，当前组内还未出现不同颜色的棋子。前一种情况下，落子在当前组内，就这一组而言，不可能产生五子相连的获胜场景，对当前棋局不会产生任何影响，所以可以计 0 分。后一种情况会产生有效得分。

• 当前组内已有的同色棋子个数不同时，当前组的得分应该是不同的。如考虑下面的场景：某一组内已有 3 个同色棋子，而另一个组内有 4 个同色棋子，显然当前落子时应该落在 4 个棋子的组，这样就可以直接获得胜利了。同理，其它个数的棋子时，也是落在同色棋子数更多的组内，获胜的几率更大。所以有更多的同色棋子的组应该获得更多的分数。

• 上面说到组内同色棋子越多，分数越大。但当组内棋子递增一个时，分数应该递增多少呢？可以看下图所示的场景：当落子在左图中的中心位置时，可以使 8 个组都拥有 3 个同色的棋子；当落子在右图中的紧挨 3 个棋子的左侧或右侧时，可以使一个组出现 4 个同色的棋子。明显落子在右图会使胜利更近一步。可见，即使是 8 组同样数目的棋子，也不应该比一组多一个数目的棋子得分多。所以只要用大于八进制的计分方式即可。

• 为简化操作，采用十进制记分。计分方式如下：

  当前组内仅有一个同色棋子时，记 1 分
  当前组内仅有两个同色棋子时，记 10 分
  当前组内仅有三个同色棋子时，记 100 分
  当前组内仅有四个同色棋子时，记 1000 分
  当前组内仅有五个同色棋子时，记 10000 分

• 上面定义了计分方式，但未考虑到另一种情况：假设两个不同的组内分别有对弈双方的相同数目的棋子。按上述计分规则，两组获得的分数应该是相同的，则当前落子时，只能随机选择两组中的一个了。显然，落在我方棋子所在组内能够直接获得胜利。所以当不同组内双方棋子数相同时，我方棋子所在组应该获得更多的分数。为满足此条件，只需在当前计分规则的基础上加 1 即可。

• 所以，现在的计分规则应该如下：

  当前组内仅有一个对方同色棋子时，记 1 分；仅有一个我方同色棋子时，记 2 分
  当前组内仅有两个对方同色棋子时，记 10 分；仅有两个我方同色棋子时，记 11 分
  当前组内仅有三个对方同色棋子时，记 100 分；仅有三个我方同色棋子时，记 101 分
  当前组内仅有四个对方同色棋子时，记 1000 分；仅有四个我方同色棋子时，记 1001 分
  当前组内仅有五个对方同色棋子时，记 10000 分；仅有五个我方同色棋子时，记 10001 分

上述计分规则定义好了，接下来只需编码实现即可，就不细说了。具体代码见 GitHub。同时上面也有一个 demo 五子棋。